带式运输机的一级圆柱或圆锥齿轮减速器课程设计书.doc
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1、课程设计说明书目录一、设计课题及重要任务2二、传动方案拟定2三、电动机的选择4四、拟定传动装置的总传动比和运动(动力)参数的计算5五、V带的设计7六、齿轮传动的设计9七、轴的设计12八、箱体结构设计及附件选择22九、键联接设计25十、轴承设计26十一、密封和润滑的设计27十二联轴器的设计27十三、设计小结28附:参考资料30一、设计课题及重要任务:1、 设计课题:设计用于链式传送设备或带式运送机的一级圆柱(或圆锥)齿轮减速器。2、 设计内容: 传动方案的拟定及说明(附图); 运动学计算(电动机功率计算、传动比计算、运动及动力参数计算); 直尺圆柱(或圆锥)齿轮传动件设计计算(选材、拟定尺寸);
2、 轴的初步设计; 选择联轴器和轴承; 轴的结构设计(附结构简图); 选择轴承、齿轮处的配合; 编写设计计算说明书、设计小结。3、 设计任务: 减速器装配图一张:只画俯视图(A3); 零件图一张:大圆柱(圆锥)齿轮轴(A3)或大圆柱(圆锥)齿轮(A3); 设计计算说明书一份。4、 设计规定: 图面整洁、符合各项标准规范规定; 设计说明书规定笔迹工整、清洁,插图规范。5、 设计进度计划: 总体计算和传动件参数计算; 轴与轴系零件的设计; 轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制; 装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写。6、 设计时间:2023年10月11日至2023年11月5日设计项目计算过程及说明
3、重要结果二、传动方案拟定1、工作条件2、原始数据3、方案拟定运送机连续工作,单向运转。减速器小批量生产,运送带允许速度误差为5%。原始数据运送带拉力F(N)1900运送带速度V(m/s)1.6卷筒直径D(mm)400天天工作时间h24 传动方案分析:机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要,是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外,还规定结构简朴、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 设计方案:本设计中原动机为电动机,工作机为皮带输送机。
4、传动为一级直齿圆柱齿轮减速器。 采用带传动与齿轮传动的组合,即可满足传动比规定,同时由于带传动具有良好的缓冲,吸振性能,适应大起动转矩工况规定,结构简朴,成本低,使用维护方便。a、带传动承载能力较低,在传递相同转矩时,结构尺寸较其他形式大,但有过载保护的优点,还可缓和冲击和振动,故布置在传动的高速级,以减少传递的转矩,减小带传动的结构尺寸。 b、齿轮传动的传动效率高,合用的功率和速度范围广,使用寿命较长,是现代机器中应用最为广泛的机构之一。简图如下:三、电动机选择:1、电动机类型和结构的选择:2、电动机功率选择:3、拟定电动机转速:选择Y系列三相异步电动机,此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇
5、冷电动机,其结构简朴,工作可靠,价格低廉,维护方便,合用于不易燃,不易爆,无腐蚀性气体和无特殊规定的机械。 运送机主轴上所需要的功率:P=FV=1900N1.6m/s=3040W工作机所需功率由公式:Pw=P/1000w=3040/(10000.94)kw=3.23kww带式输送机的功率取0.94机械零件课程设计P18表2-4传动装置的总功率:总=带2轴承齿轮联轴器滚筒=0.85总电动机至滚筒积极轴之间的总功率由机械零件课程设计P18表24查得:带V带传动效率,取0.95;轴承一对滚动轴承的效率。取0.99;齿轮一对齿轮副效率(8级精度,油润滑),取0.97;联轴 器联轴器效率,取0.98;滚
6、筒滚筒效率,取0.96(查机械设计基础机械课程设计指导书表2.3)电动机输出的功率: Po=Pw/总 =3.8KW一般电动机的额定功率:Pm=(11.3)Po=3.84.94KW由表21取电动机额定功率Pm=4kw机械零件课程设计滚筒工作转速为:n滚筒=601000V/(D)=(6010001.6)/(400)=76.4 r/min根据机械零件课程设计表2-5推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i2=35。取带传动比i1= 。则总传动比理论范围为:i620。故电动机转速的可选范围:n=in滚筒=(1620)76.4=458.41528 r/min则符合这一范围的同步转速有:
7、750、1000和1500r/min根据容量和转速,由相关手册查出三种合用的电动机型号(如下表1)机械设计基础课程设计指导书(第二版)P 10:综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、效率等,可见第2方案比较适合。故选定电动机型号为Y132M1-6。其重要性能:(如下表2)Y系列三相异步电动机P=3040WPw=3.23kw总=0.85Po=3.8KWPm=4KWn滚筒=76.4r/min电动机型号为Y132M1-6表1:方案电动机型号额定值电动机转速(r/min)效率%外形尺寸mm重量Kg功率Kw电流A同步转速满载转速1Y160M1-8409.9175072084.06004203851182
8、Y132M1-6409.40100096084.0515350315733Y112M-4408.771500144084.547535031568表2:中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底角安装尺寸AB地脚螺栓孔直径 K轴 伸 尺 寸DE装键部位尺寸 FGD132515(135+210)3152161781238801041四、拟定传动装置的总传动比和运动(动力)参数的计算:1、传动装置总传动比为:2、分派各级传动装置传动比:3、运动参数及动力参数的计算:由选定的电动机满载转速nm和工作机积极轴转速n:i总= nm/n=nm/n滚筒=960/76.4=12.57总传动比等于各传动比的乘积
9、分派传动装置传动比:i= i1i2式中i1、i2分别为带传动和减速器的传动比 根据机械零件课程设计表2-5,取io =3(普通V带 i=24)由于:ioi1i2所以:i2ioi112.57/34.19根据机械零件课程设计公式(2-7)(2-8)计算出各轴的功率(P电机轴、P高速轴、P低速轴、P滚筒轴)、转速(n电机轴、n高速轴、n低速轴、n滚筒轴)和转矩(T电机轴、T高速轴、T低速轴、T滚筒轴) 计算各轴的转速:轴(高速轴):n高速轴=nm/io=960/3.0=320r/min轴(低速轴):n低速轴=n高速轴/i1=320/4.19=76.4r/min滚筒轴:n滚筒轴=n低速轴= 76.4r
10、/min2)计算各轴的功率:根据机械设计基础 课程设计指导书P12轴(高速轴):P高速轴= Po01= Po1=3.80.96=3.648KW轴(低速轴):P低速轴= P高速轴12= P高速轴23 =3.6480.980.97=3.468KW滚筒轴:P滚筒轴= P低速轴23= P低速轴24 =3.4680.980.99=3.36KW3)计算各轴的输入转矩:电动机轴输入转矩为:T电机轴=9550Po/nm=95503.8/960=37.80Nm轴(高速轴):T高速轴= T电机轴io01= T电机轴io1=37.830.96=108.87Nm 轴(低速轴):T低速轴= T高速轴i112= T高速轴
11、i124 =108.874.190.980.99=442.57 Nm滚筒轴输入轴转矩为:T滚筒轴= T低速轴24=429.38 Nm4)计算各轴的输出功率:由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率:则:P高速轴1= P高速轴轴承=3.6480.98=3.575 KWP低速轴1= P低速轴轴承=3.4680.98=3.399KW5)计算各轴的输出转矩:由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率:则:T高速轴1= T高速轴轴承=108.870.98=106.69 NmT低速轴1= T低速轴轴承=442.570.98=433.72 Nm综合以上数据,得表如下:i总=12.57io =3i24.19
12、n高速轴=320r/minn低速轴=76.4r/minn滚筒轴=76.4r/minP高速轴=3.648KWP低速轴=3.468KWP滚筒轴=3.36KWT电机轴=37.80NmT高速轴=108.87NmT低速轴=442.57 NmT滚筒轴=429.38 NmP高速轴1=3.575 KWP低速轴1=3.399 KWT高速轴1=106.69 NmT低速轴1=433.72 Nm参数电机轴高速轴(轴)低速轴(轴)滚筒轴(w轴)功率P(KW)3.83.6483.4683.364转速n(r/min)96032076.476.4转矩T(Nm)37.8108.87442.57429.38传动比i34.191效
13、率0.960.950.97五、V带的设计1、选择普通V带型号:2、方案选取:由课本机械设计基础P132表8.21查得KA=1.2由 PC= KA Pm=1.24.0=4.8KW根据 PC =4.8kw , n电机轴=960(r/min)课本P134图8.13得知可选用A、B型V带两方案;方案1:取A型V带1)拟定带轮的基准直径,并验算带速:根据课本表8.6P124、 P134图8.13则取小带轮d1=100mm且d1=100mmdmin=75mm d2=n1d1/n2=id1=3100=300mm根据机械设计基础表8.3取d2=280mm则实际传动比i、从动轮的转速n2分别为:i= d2 /
14、d1 =280/100=2.8; n2 = n1/i=960/2.8=342.86r/min;从动轮的转速误差为:(342.86-320)/320=7.143%5%(大于5%的误差范围)故A方案不合适方案2:取B型V带1)拟定带轮的基准直径根据课本表8.6P124、 P134图8.13则取小带轮d1=140mm且d1=140mmdmin=125mm d2=n1d1/n2=id1=960/320140= 420mm根据机械设计基础表8.3取d2=425mm 则实际传动比i、从动轮的转速n2分别为:i=d2/d1=425/140=3.04;n2=n1/i=960/3.04=315.79r/min从
15、动轮的转速误差为:(315.79-320)/320=-1.32%在5%以内,为误差值允许范围。2)带速验算: V=n1d1/(100060)=960140/(100060)=7.036m/s 介于525m/s范围内,故合适。3)拟定带长和中心距a: 0.7(d1+d2)a02(d1+d2)(根据公式8-14) 0.7(140+425)a02(140+425)395.5a01130初定中心距a0=760 ,则带长为:L0=2a0+(d1+d2)+(d2-d1)2/(4a0) =2760+(140+425)/2+(425-140)2/(4760)=2434.2 mm根据机械设计基础表8.4选取基准
16、长度Ld=2500 mm实际中心距:a= a0+(Ld-L0)/2=760+(2500-2434.2)/2=792.9mm中心距a的变动范围:amin=(a-0.015Ld)=792.9-37.5=755.4mmamax=(a+0.03 Ld)=867.9mm根据机械设计基础P135公式(8-16、8-17)4)验算小带轮上的包角1 1=180-(d2-d1)57.3/a =180-(425-140)57.3/792.9=159.4120故合适 5)拟定带的根数 Z=PC/((P0+P0)KLK)(公式8-18)根据n2 =960r/min查表8.10用内插法得:P0=1.82+(2.13-1
17、.82)/(980-800) (960-800)=2.096KW由(公式8.11)得功率增长量:P0= Kb n1(1-1/Ki)由表8.18查得Kb=2.649410-3 ;根据实际传动比i=3.04;查表8.19得Ki =1.1373则P0 =0.307Kw由表.查得长度修正系数KL =1.03由图8.11查得包角系数K=0.97得Z =1.999根故取2根B型普通V带6)计算轴上的压力根据公式(8-19)得:F0=500PC(2.5/ K-1)/zv +qv2 查表8.6得B型普通v带每米的质量q =0.17kg/m则得:F0=5004.8(2.5/0.97-1)/(27.036)+0.
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- 关 键 词:
- 运输机 一级 圆柱 圆锥 齿轮 减速器 课程设计
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